DE19651904A1 - Extrusion of twisted, stretched and molecularly-orientated nylon fibre for strimmers - Google Patents
Extrusion of twisted, stretched and molecularly-orientated nylon fibre for strimmersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Fadens aus thermoplastischem Kunst stoff in bevorzugterweise PA6, insbesondere eines Mähfadens, mit verdrilltem Profil. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines extrudierten Fadens aus thermoplastischem Kunststoff in bevorzugterweise PA6, insbesondere eines Mähfadens, mit verdrilltem Profil, wobei die Vorrichtung ein Abzugssystem zum Abziehen des extrudierten Fadens von einer Extrudierdüse aufweist.The invention relates to a method for manufacturing an extruded thread made of thermoplastic art fabric in preferably PA6, especially one Cutting thread, with a twisted profile. Furthermore, the present invention an apparatus for manufacturing an extruded thread made of thermoplastic Plastic in preferably PA6, especially one Cutting thread, with a twisted profile, the device a withdrawal system for withdrawing the extruded thread from an extrusion nozzle.
Mähfäden mit verdrillten Profilen, bei denen sich die Lage des Querschnitts über die Längsachse des Mähfadens kontinuierlich ändert sind beispielsweise aus der G 94 12 925 oder der US-A-4 186 239 bekannt. Derartige Fäden finden beispielsweise Verwendung in einem Freischneide gerät, bei dem der Mähfaden über einen Antriebsmotor in Rotation versetzt wird, wobei der Mähfaden an einem Drehteil mit einem Ende eingespannt ist, so daß sich der Mähfaden bei Rotation des Drehteils im wesentlichen radial nach außen erstreckt.Cutting threads with twisted profiles, where the Position of the cross-section over the longitudinal axis of the mowing line are continuously changing, for example from G 94 12 925 or US-A-4,186,239. Such threads are used, for example, in a brush cutter device in which the mowing thread is driven by a drive motor Rotation is offset, with the mowing thread on one Turned part is clamped with one end, so that the Mowing thread with rotation of the turned part essentially extends radially outwards.
Zur Herstellung solcher Fäden ist es beispielsweise aus der EP-A1-0 438 745 bekannt, einen Extruder mit einer drehbaren Düse zu versehen. Dies ist jedoch aufgrund benötigter Abdichtung von gegeneinander drehenden Teilen aufwendig und führt nicht zu befriedigenden Ergebnissen.For the production of such threads, for example, it is made of EP-A1-0 438 745 discloses an extruder with a rotatable nozzle. However, this is because required sealing of parts rotating against each other complex and does not lead to satisfactory results.
Ferner wird in der DE-A1-40 20 800 und der EP-A1-0 292 572 vorgeschlagen, einen vorhandenen Kunststoff-Faden zu verdrillen und anschließend zu erhitzen, so daß die Ver drillung oder Verdrehung nach dem Abkühlen des Fadens erhalten bleibt. Hierzu ist es beispielsweise in der EP- A1-0 292 572 vorgesehen nach einer Extrudierdüse zusätz liche Formpreßrollen vorzusehen, die aufgrund ihrer relativen aber stationären Lage zueinander mittels einer Umlenkung eine Verdrehung des extrudierten Fadens be wirken. Nach den Formpreßrollen wird der Faden in einem Ofen einer Wärmebehandlung ausgesetzt.Furthermore, DE-A1-40 20 800 and EP-A1-0 292 572 suggested an existing plastic thread too twist and then heat, so that the Ver twist or twist after the thread has cooled preserved. For this it is for example in the EP A1-0 292 572 provided after an extrusion nozzle Liche form rollers to provide due to their relative but stationary position to each other by means of a Redirection be a twist of the extruded thread Act. After the compression rolls, the thread is in one Oven exposed to heat treatment.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, so daß eine kontinuierliche Herstellung des Fadens möglich ist.It is therefore an object of the invention, a method and a device of the type mentioned above available make so that a continuous production of the Thread is possible.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der obengenannten Art durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens schritte und bei einer Vorrichtung der obengenannten Art mit den in Patentanspruch 19 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.This object is achieved in a method of the above Type by the method specified in claim 1 steps and in a device of the above type with the features characterized in claim 19 solved.
Ein wesentlicher Kern der Erfindung liegt in einer Verdrillung eines extrudierten Fadens durch ein rotierendes Abzugswerk, welches nach bzw. unter einer feststehenden Extrudierdüse angeordnet ist.An essential core of the invention lies in one An extruded thread is twisted by a rotating trigger mechanism, which after or under a fixed extrusion nozzle is arranged.
Dazu sind bei einem erfindungsgemäßen Verfahren folgende
Schritte vorgesehen:
The following steps are provided for this in a method according to the invention:
- (a) Extrudieren eines thermoplastischen Kunststoffes in bevorzugterweise PA6 durch eine Düse mit einem vorbestimmten Querschnitt zu einem Faden,(a) extruding a thermoplastic into preferably PA6 through a nozzle with a predetermined cross section into a thread,
- (b) Abziehen des Fadens mittels eines Abzugssystems, und(b) withdrawing the thread by means of a withdrawal system, and
- (c) Rotieren des Abzugssystems während Schritt (b) um die Längsachse des abgezogenen Fadens.(c) Rotating the trigger system during step (b) the longitudinal axis of the thread withdrawn.
Dies hat den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung ohne zusätzliche thermische Nachbehandlungen, d. h. die Verdrillung wird praktisch gleichzeitig mit dem Extrudierprozeß hergestellt.This has the advantage of being simple and inexpensive Production without additional thermal aftertreatments, d. H. the twist becomes practically simultaneous with that Extrusion process.
In bevorzugter Weise wird nach Schritt (c) der abgezogene Faden auf eine Spule aufgewickelt, die entweder am Abzugssystem selbst oder separat davon angeordnet ist. The withdrawn is preferably after step (c) Thread wound on a spool that either on Deduction system itself or arranged separately therefrom.
Eine flexible Anpassung an unterschiedlichste Umgebungs bedingungen erzielt man dadurch, daß das Abzugssystem derart angeordnet ist, daß eine Längsachse des abge zogenen Fadens im Abzugssystem parallel oder in einem vorbestimmten Winkel zu einer Längsachse des aus der Düse austretenden extrudierten Fadens liegt.Flexible adaptation to a wide variety of environments conditions are achieved by the deduction system is arranged such that a longitudinal axis of the abge pulled thread in the take-off system parallel or in one predetermined angle to a longitudinal axis of out of the nozzle emerging extruded thread lies.
Ein rationelles und schnelles Herstellungsverfahren erzielt man dadurch, daß das Abzugssystem in Schritt (c) gleichzeitig einen Zug auf den extrudierten Faden ausübt, so daß dieser verstreckt wird.A rational and fast manufacturing process is achieved by the trigger system in step (c) simultaneously pulls on the extruded thread, so that it is stretched.
Dabei wird in besonders bevorzugter Weise in Schritt (c) der extrudierte Faden gleichzeitig abgekühlt.In a particularly preferred manner, step (c) the extruded thread cooled at the same time.
Einflüsse der Schwerkraft auf das Verfahren berück sichtigt man in vorteilhafter Weise dadurch, daß Schritt (c) in Richtung einer Austrittsrichtung des extrudierten Fadens aus der Düse durchgeführt wird, wobei diese Richtung parallel zur Richtung der Schwerkraftwirkung oder in einem vorbestimmten Winkel dazu liegt. Insbe sondere bei senkrechter Anordnung wird in vorteilhafter Weise neben der Abzugskraft die Schwerkraft zusätzlich genutzt.Influences of gravity on the process can be seen in an advantageous manner in that step (c) towards an exit direction of the extruded Thread is carried out from the nozzle, this Direction parallel to the direction of gravity or at a predetermined angle to it. In particular especially in a vertical arrangement is more advantageous In addition to the pull-off force, gravity also works utilized.
In besonders vorteilhafter Weise wird Schritt (c) mit einem Führungsrohr durchgeführt und das Führungsrohr gekühlt. Dadurch kombiniert man in vorteilhafter Weise den Verdrillungsvorgang mit dem ohnehin notwendigen Abkühlvorgang und reduziert somit die Prozeßzeit für die Fadenherstellung. Weiterhin wird durch das Führungsrohr, dessen Innendurchmesser nicht wesentlich größer als der Außendurchmesser des Fadens ist, der Faden während der Abkühlungsphase in Längsrichtung stabilisiert. In a particularly advantageous manner, step (c) is carried out with performed a guide tube and the guide tube chilled. This is an advantageous combination the twisting process with the already necessary Cooling process and thus reduces the process time for the Thread production. Furthermore, through the guide tube, whose inside diameter is not significantly larger than that Outside diameter of the thread is the thread during the Cooling phase stabilized in the longitudinal direction.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorge sehen, daß das Abzugssystem um die Längsachse des abge zogenen Fadens rotiert. Dies hat den Vorteil einer schnellen und kontinuierlichen Herstellung ohne zusätz liche thermische Nachbehandlungen, d. h. die Verdrillung wird praktisch gleichzeitig mit dem Extrudierprozeß ausgebildet.In a device according to the invention, it is featured see that the deduction system around the longitudinal axis of the abge drawn thread rotates. This has the advantage of one fast and continuous production without additional Liche thermal post-treatments, d. H. the twist becomes practically simultaneously with the extrusion process educated.
Unterschiedlichste Umgebungsparameter berücksichtigt man dadurch, daß das Abzugssystem derart angeordnet ist, daß eine Längsachse des abgezogenen Fadens im Abzugswerk parallel oder in einem vorbestimmten Winkel zu einer Längsachse des aus der Düse austretenden extrudierten Fadens liegt.A wide variety of environmental parameters are taken into account in that the trigger system is arranged such that a longitudinal axis of the withdrawn thread in the take-off mechanism parallel or at a predetermined angle to one Longitudinal axis of the extruded emerging from the nozzle Fadens lies.
Die zusätzliche Verstreckung und gleichzeitige Ver drillung, mit dem Effekt der Festigkeitssteigerung des Fadens, durch die Orientierung der Makromoleküle reali siert man dadurch, daß das Abzugssystem schneller fördert als extrudiertes Material aus der Extrudierdüse austritt.The additional stretching and simultaneous ver drilling, with the effect of increasing the strength of the Fadens, reali by the orientation of the macromolecules is based on the fact that the trigger system promotes faster emerges from the extrusion nozzle as extruded material.
Den Einfluß der Schwerkraft berücksichtigt man dadurch, daß das Abzugssystem in Richtung einer Austrittsrichtung des Fadens aus der Extrudierdüse angeordnet ist, wobei diese Richtung parallel zur Richtung der Schwerkraft wirkung oder in einem vorbestimmten Winkel dazu liegt.The influence of gravity is taken into account that the trigger system is in the direction of an exit direction of the thread from the extrusion nozzle is arranged, wherein this direction parallel to the direction of gravity effect or at a predetermined angle to it.
In besonders vorteilhafter Weise weist das Abzugssystem ein Führungsrohr auf, in dem der abgezogene Faden geführt ist. Dabei ist besonders bevorzugt das Führungsrohr gekühlt, insbesondere mit einer Wasserkühlung versehen. Dies ermöglicht gleichzeitig mit dem Verdrillen die Ausführung einer Abkühlung, so daß die Prozeßzeit zur Herstellung des Fadens verkürzt ist.The extraction system has a particularly advantageous feature a guide tube in which the drawn thread is guided is. The guide tube is particularly preferred cooled, in particular provided with water cooling. This enables the twisting at the same time Execution of a cooling, so that the process time at Production of the thread is shortened.
Eine besonders einfache und kostengünstige Anordnung der Vorrichtung erzielt man dadurch, daß in Transportrichtung gesehen an einem zweiten Ende des Führungsrohres eine Abzugseinheit mit regelbaren motorbetriebenen Transport bändern vorgesehen ist. Dabei ist in vorteilhafter Weise das zweite Ende des Führungsrohres mit einer Dichtung versehen. Ferner ist die Abzugseinheit mit einem Wasser bad verbunden und in Transportrichtung gesehen an einem ersten Ende des Führungsrohres ein Trichter angeordnet.A particularly simple and inexpensive arrangement of the Device is achieved in that in the direction of transport seen at a second end of the guide tube Trigger unit with adjustable motorized transport bands is provided. It is advantageous the second end of the guide tube with a seal Mistake. Furthermore, the fume cupboard with a water bad connected and seen in the direction of transport on one a funnel is arranged at the first end of the guide tube.
Eine einfache und kostengünstige Realisation der Drehung des Abzugssystems erzielt man dadurch, daß ein Motor über einen Riemen auf einer Riemenscheibe, welche drehfest mit dem Abzugssystem verbunden ist, das Abzugssystem um die Längsachse des Fadens bzw. des Führungsrohres dreht.A simple and inexpensive realization of the rotation the fume cupboard system is achieved by a motor a belt on a pulley, which rotates with the trigger system is connected, the trigger system around the Longitudinal axis of the thread or the guide tube rotates.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.Further advantageous configurations are in the sub claims marked.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen,The invention will now be described with reference to drawings explained in more detail. Show it,
Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abzugssystems, und Fig. 1 is a side view of a preferred embodiment of a trigger system according to the invention, and
Fig. 2 eine Schnittansicht in Richtung der Linie A-A von Fig. 1. Fig. 2 is a sectional view in the direction of line AA of Fig. 1,.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Abzugssystem 100. Eine Extrudier düse, welche sich oberhalb der Fig. 1 befinden würde, ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Aus dieser Extrudierdüse kommt der extrudierte Faden 10 in ein rundes, rotierendes Wasserbad 32. Ein Trichter 14 an einem ersten Ende 36 eines Führungsrohres 16 sorgt für eine störungsfreie Einführung des extrudierten Fadens in das Führungsrohr 16. In dem Rohr 16 wird der Faden 10 stabilisiert geführt und Wärme vom Faden 10 abgeleitet. Fig. 1 shows a side view of an inventive device with a trigger system 100. An extrusion nozzle, which would be located above FIG. 1, is not shown for reasons of clarity. The extruded thread 10 comes from this extrusion nozzle into a round, rotating water bath 32 . A funnel 14 at a first end 36 of a guide tube 16 ensures trouble-free insertion of the extruded thread into the guide tube 16 . The thread 10 is guided in a stabilized manner in the tube 16 and heat is removed from the thread 10 .
In der dargestellten Ausführungsform ist das Führungsrohr 16 von einer Wasserkühlung 20 umgeben. An einem zweiten Ende 38 des Führungsrohres ist eine Dichtung 18 und daran anschließend eine Abzugseinheit 22 angeordnet.In the illustrated embodiment, the guide tube 16 is surrounded by a water cooling 20 . At a second end 38 of the guide tube, a seal 18 and then an extraction unit 22 are arranged.
Die Abzugseinheit 22 umfaßt motorbetriebene Transport bänder. Die Abzugseinheit 22 zieht den Faden 10 durch das Führungsrohr 16. Nach der Abzugseinheit 22 wird der Faden direkt aufgespult, der Faden ist an dieser Stelle bereits abgekühlt.The deduction unit 22 includes motorized conveyor belts. The take-off unit 22 pulls the thread 10 through the guide tube 16 . After the take-off unit 22 , the thread is wound up directly, the thread has already cooled at this point.
Das Abzugssystem 100 von rundem Wasserbad 32 bis Abzugs einheit 22 ist drehbar um eine Achse entlang des extru dierten Fadens 10 ausgebildet, in einer Auflage 26 gehaltert und drehfest mit einer Riemenscheibe 12 verbunden.The trigger system 100 from a round water bath 32 to trigger unit 22 is rotatable about an axis along the extruded thread 10 , held in a support 26 and rotatably connected to a pulley 12 .
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, versetzt ein Motor 28 über einen Riemen 30 die Riemenscheibe 12 und damit das Abzugssystem 100 in eine Drehbewegung relativ zur feststehenden Extrudierdüse. Da sich der in dem Abzugs system 100 befindliche Faden 10 nicht in der Abzugs einheit 22 und dem Führungsrohr 16 drehen kann, da er zwischen den Transportbändern drehfest fixiert ist, erfolgt oberhalb des Abzugssystems eine Verdrillung der Kunststoffschmelze des Fadens 10 hinter der Extrudierdüse (nicht dargestellt) um seine Längsachse, wenn der Motor 28 das Abzugssystem 100 dreht.As can be seen from FIG. 2, a motor 28 sets the belt pulley 12 and thus the extraction system 100 in a rotational movement relative to the stationary extrusion nozzle via a belt 30 . Since the thread 10 located in the take-off system 100 cannot rotate in the take-off unit 22 and the guide tube 16 , since it is fixed in a rotationally fixed manner between the conveyor belts, the plastic melt of the thread 10 is twisted behind the extrusion nozzle (not shown) above the take-off system ) about its longitudinal axis when the motor 28 rotates the trigger system 100 .
Gleichzeitig erfolgt in dem Führungsrohr durch die Wasserkühlung 20 ein Abkühlprozeß, so daß der verdrillte Faden 10 nach dem Durchlaufen des Abzugssystems 100 fertiggestellt ist. Der Faden 10 verläßt das Abzugssystem 100 in Pfeilrichtung 34.At the same time, a cooling process takes place in the guide tube through the water cooling 20 , so that the twisted thread 10 is completed after passing through the take-off system 100 . The thread 10 leaves the take-off system 100 in the direction of arrow 34 .
Der tordierte Faden kann anschließend nach dem Austritt aus dem Abzugssystem 100 von einer Spule (nicht dar gestellt) aufgewickelt werden, wobei sich die Spule entweder direkt an der Abzugseinheit 22 befindet oder separat hinter der Anlage steht.The twisted thread can then be wound up after exiting the take-off system 100 from a spool (not shown), the spool either being located directly on the take-off unit 22 or being located separately behind the system.
Die Tordierung und Verstreckung des Fadens 10 erfolgt während der Abkühlungsphase, d. h. hinter der Extrudierdüse an dem Punkt, wo der Faden seinen Querschnitt aufweist.The twisting and stretching of the thread 10 takes place during the cooling phase, ie behind the extrusion nozzle at the point where the thread has its cross section.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Abzugssystem 100 in Richtung der Austrittsrichtung des Fadens aus der Extrudierdüse angeordnet. Die Richtung entspricht Pfeil richtung 34 und weist in der Fig. 1 nach unten in Richtung der Schwerkraftwirkung.In the present embodiment, the draw-off system 100 is arranged in the direction of the exit direction of the thread from the extrusion nozzle. The direction corresponds to the direction of arrow 34 and points downward in FIG. 1 in the direction of the force of gravity.
Die Ausmaße der Extrudierdüse betragen in vorteilhafter Weise 2 × 2 mm bis 3 × 3 mm und bevorzugt 2,5 × 2,5 mm bis 2,7 × 2,7 mm. Die Länge der Extrudierdüse beträgt vorzugsweise mindestens 30 mm, um eine ausreichende Orientierung der Schmelze zu gewährleisten. The dimensions of the extrusion nozzle are advantageously Way 2 × 2 mm to 3 × 3 mm and preferably 2.5 × 2.5 mm up to 2.7 × 2.7 mm. The length of the extrusion nozzle is preferably at least 30 mm to be sufficient To ensure orientation of the melt.
Im Schritt (a) des Verfahrens wird bei einer ein strängigen Förderung in vorteilhafter Weise ein Extruder mit einem Durchsatz von ca. 2,5 g/min betrieben. Diese Fördermenge kann jedoch auch angehoben werden, wodurch dann die Temperaturen im Extruder und/oder in der Düse gesenkt werden müssen.In step (a) of the method, a is used extrudate conveying in an advantageous manner operated with a throughput of approx. 2.5 g / min. This However, the delivery rate can also be increased then the temperatures in the extruder and / or in the die need to be lowered.
Um beispielsweise einen Faden mit 2 × 2 mm Querschnitt zu erhalten, der verdrillt einen Durchmesser von 2,4 mm aufweist, wird in vorteilhafter Weise aus einer Düse mit 3 × 3 mm extrudiert und der Faden dann während der Ab kühlung auf den gewünschten Durchmesser gestreckt. Die Geschwindigkeit des Abzugswerkes beträgt in diesem Fall das 2,25-fache der Austrittsgeschwindigkeit der Schmelze aus der Düsen. Mit anderen Parametern (Düsenquerschnitt und Abzugsgeschwindigkeit) können gleichwertige Ergebnisse erzielt werden.For example, a thread with a cross section of 2 × 2 mm obtained, the twisted a diameter of 2.4 mm has in an advantageous manner with a nozzle 3 × 3 mm extruded and the thread then during the Ab cooling stretched to the desired diameter. The The speed of the take-off unit is in this case 2.25 times the exit velocity of the melt out of the nozzles. With other parameters (nozzle cross section and take-off speed) can be equivalent Results are achieved.
100100
Abzugssystem
Deduction system
1010th
extrudierter Faden
extruded thread
1212th
Riemenscheibe
Pulley
1414
Trichter
funnel
1616
Führungsrohr
Guide tube
1818th
Dichtung
poetry
2020th
Wasserkühlung
water cooling
2222
Abzugseinheit
Deduction unit
2424th
Transportbänder
Conveyor belts
2626
Auflage
Edition
2828
Motor
engine
3030th
Riemen
belt
3232
rundes Wasserbad rotierend
round rotating water bath
3434
Pfeil
arrow
3636
erstes Ende des Führungsrohres
first end of the guide tube
3838
zweites Ende des Führungsrohres
second end of the guide tube
Claims (34)
- (a) Extrudieren eines thermoplastischen Kunststoffes in bevorzugterweise PA6 durch eine Düse mit einem vorbestimmten Querschnitt zu einem Faden,
- (b) Abziehen des Fadens mittels eines Abzugssystems, und
- (c) Rotieren des Abzugssystems während Schritt (b) um die Längsachse des abgezogenen Fadens.
- (a) extruding a thermoplastic in preferably PA6 through a nozzle with a predetermined cross section into a thread,
- (b) withdrawing the thread by means of a withdrawal system, and
- (c) rotating the take-off system during step (b) about the longitudinal axis of the drawn-off thread.
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